sizeof long double 和精度不匹配？答案

【问题标题】：sizeof long double and precision not matching?sizeof long double 和精度不匹配？
【发布时间】：2013-06-27 07:11:31
【问题描述】：

考虑以下 C 代码：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[]) 
{
    const long double ld = 0.12345678901234567890123456789012345L;
    printf("%lu %.36Lf\n", sizeof(ld), ld);
    return 0;
}

用gcc 4.8.1 在Ubuntu x64 13.04 下编译，它打印：

16 0.123456789012345678901321800735590983

这告诉我 long double 的权重为 16 个字节，但小数点似乎只能到第 20 位。这怎么可能？ 16 个字节对应一个四边形，而一个四边形会给我 33 到 36 个小数。

【问题讨论】：

stackoverflow.com/questions/15176290/…

标签： c floating-point precision long-double

【解决方案1】：

您计算机上的格式确实是 Intel 双扩展精度格式，80 位宽，15 位指数和 64 位尾数。

实际上只有 10 个连续的内存字节被用于存储。英特尔手册 (Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Combined Volumes: 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D and 4) 说明如下：

在内存中存储浮点值时，半精度值存储在内存中的2个连续字节中；单精度值存储在内存中的 4 个连续字节中；双精度值存储在 8 连续字节；双扩展精度值存储在 10 个连续字节中。

但是，x86 Linux ABI 指定实际使用完整的 16 个字节。这可能是因为一个 10 字节的值在数组中只能具有 2 的基本对齐要求，这可能会导致特殊问题。

此外，数组索引使用 16 的倍数更容易。

大多数时候这不是问题，因为long doubles 通常用于最小化中间计算中的错误，然后将结果截断为double。

【讨论】：

【解决方案2】：

long double 的各种 C 实现可能具有不同的范围和精度。 sizeof 暗示了底层的浮点表示法，但没有指定它。 long double 不需要有 33 到 36 位小数。它甚至可以具有与 double 完全相同的表示。

不对精度进行硬编码，而是使用所有可用的精度并且不要过度使用，建议：

const long double ld = 0.12345678901234567890123456789012345L;
printf("%.*Le\n", LDBL_DIG + 3, ld);
printf("%.*Le\n", LDBL_DIG + 3, nextafterl(ld, ld*2));

这会打印出来（在我的 eclipse intel 64 位上），当然，你的可能会有所不同。

1.234567890123456789013e-01
1.234567890123456789081e-01

[编辑]

在审核中，+2 就足够了。最好使用LDBL_DECIMAL_DIG。见Printf width specifier to maintain precision of floating-point value

printf("%.*Le\n", (LDBL_DIG + 3) - 1, ld);
printf("%.*Le\n", LDBL_DECIMAL_DIG - 1, ld);

【讨论】：

【解决方案3】：

C 实现中的long double 格式使用带有一位符号、15 位指数和 64 位有效数（总共 10 个字节）的 Intel 格式。编译器为其分配了 16 个字节，虽然浪费但对对齐等一些事情很有用。但是，64 位只提供 log₁₀(2⁶⁴) 位有效位，大约为 20 位。

【讨论】：

gcc 编译期间是否有标志强制 long double = quad ？
@Vincent：我不知道。它没有硬件支持，使用这种类型会很慢。您可以搜索扩展精度（固定但比硬件支持时间长）或任意精度（可变）以获取有关替代方案的信息。他们会很慢。
小修正：Intel 80 位浮点类型使用 15 位作为指数，1 位作为符号，而不是 16 位作为指数。

【解决方案4】：

sizeof 运算符返回数据类型的大小以字节为单位。浮点格式类型并不能真正与数据类型的字节大小相比，更大的大小通常意味着更好的精度。

【讨论】：